熱泵技術可為建筑物供暖減少3倍能耗，是碳減排不可或缺的技術！

為幫助朋友們更全面的了解熱泵，我找到了兩份院士PPT，分享給大家：

1、江億院士PPT《熱泵助力碳中和》：熱泵的全面應用，可產生15億噸CO?減排效果，占總量的15%。

2、姜培學院士PPT《深度解讀CCUS與熱泵技術》：可再生電力+熱泵將會成為碳中和供熱制冷的第一手段。

此外，下文對熱泵技術概念、應用領域、節(jié)能原理、進行了深入解讀，強烈推薦大家下載PPT后一同學習！

下載兩份完整版PPT，請私信回復“0613”

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兩份院士解讀熱泵技術PPT

1、江億院士PPT《熱泵助力碳中和》

江億院士指出零碳能源結構的特點就是直接以電力形式出現(xiàn)。熱泵契合終端用能電氣化發(fā)展的需求，是電力高效轉為熱量的最佳途徑。

無論是建筑領域，還是工業(yè)、農業(yè)和其他民用領域，在有合適的低位熱源的條件下，使用熱泵替代鍋爐或者電熱爐來提供熱能，將大大減少整個國家化石燃料的消耗。

熱泵的全面應用，可產生15億噸CO?減排效果，占總量的15%。

以下為PPT部分內容

2、姜培學院士PPT《深度解讀CCUS與熱泵技術》

PPT共48頁，對三部分內容進行了深度講解：

1、CCUS技術意義：姜院士首先就CCUS技術的概念和產生背景進行了講解。

2、二氧化碳地質封存與利用技術：姜院士總結了圍繞碳封存潛力、長期安全性、經濟可行性等熱點開展的科學研究和工程示范工作。

3、二氧化碳熱泵供熱與節(jié)能降碳技術：姜院士指出熱泵將是推動能源結構重構的關鍵，未來將會向高溫、大容量、智能化發(fā)展，可再生電力+熱泵將會成為碳中和供熱制冷的第一手段。

以下為PPT部分內容

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什么是熱泵？

熱泵(Heat Pump)是一種在高位能，一般為電能、熱能的驅動下，將低位熱源，例如空氣、水或土壤的熱能轉移到高位熱源的節(jié)能裝置，從而為生產和生活供暖、供冷及提供熱水等服務。

熱泵系統(tǒng)包括熱泵機組、熱分配系統(tǒng)、低位熱源采集系統(tǒng)、高位能輸配系統(tǒng)。

其中，熱泵機組主要是由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流機構、輔助設備等部件組成。

熱泵供熱基本原理為：壓縮機運轉做工消耗電能，使不斷循環(huán)的制冷劑在不同的系統(tǒng)中產生不同的變化狀態(tài)和不同的效果，從而達到了回收低溫熱源制取高溫熱源的作用和目的。

圖：熱泵工作原理

熱泵的本質是熱量的輸送裝置，其熱效率通?？蛇_300%-400%以上，即1度電至少搬運3-4度電，其熱效率比直接制熱的電熱水器、燃氣鍋爐采暖等高出幾倍，且?guī)缀鯚o污染。

根據中國節(jié)能協(xié)會數(shù)據，若向室內供應10kW熱量維持室溫20℃，采用燃煤供暖需要消耗14kW的化學能，電阻加熱器直接加熱空氣需要電能10kW，電動熱泵僅消耗2.86kW電能。

圖源：《熱泵助力碳中和白皮書》

根據低位熱源種類區(qū)分，熱泵可分為空氣源熱泵、土壤源熱泵和水源熱泵等。上述三種熱泵系統(tǒng)使用不同的熱源，具有不同的優(yōu)缺點。

整體來看，空氣源熱泵雖然運行效率不及土壤源熱泵和水源熱泵，并存在冬季除霜的需求，但其在安裝和使用操作方面具備明顯優(yōu)勢，應用更為普遍。

空氣源熱泵有效利用了空氣熱能這一可再生能源，節(jié)能效果顯著，運行中可以做到零污染。

熱泵在雙碳領域具有多種用途，主要包括以下幾個方面：

1. 供暖和制冷：熱泵可以利用環(huán)境中的低溫熱源進行加熱或制冷，實現(xiàn)建筑物的供暖和空調。相比傳統(tǒng)的電加熱、燃氣加熱等方式，熱泵使用過程中能源消耗更少，從而降低二氧化碳等溫室氣體的排放。

2. 工業(yè)生產：熱泵可以為工業(yè)生產提供低溫或高溫熱源，例如為食品、醫(yī)藥等行業(yè)的生產過程提供熱力支持，同時也可以用于廢熱回收，降低能源消耗。

3. 污水處理：熱泵可以將污水中的熱量轉移至其他介質中，例如將污水中的熱量提取出來，用于暖氣或者熱水供應，同時也可以減少排放到大氣中的溫室氣體。

4. 熱泵電站：熱泵電站是一種新型的清潔能源發(fā)電技術，利用地下水、湖泊等水源進行加熱，再利用熱泵將熱能轉化為電能。這種技術不需要燃燒化石燃料，因此可以有效減少二氧化碳等溫室氣體的排放。

總之，熱泵在雙碳領域具有廣泛的應用前景，可以有效地降低能源消耗和減少碳排放，推動可持續(xù)發(fā)展。

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熱泵是如何節(jié)能的？

通俗理解，熱泵的原理就是把傳統(tǒng)的燃煤、燃氣制熱，改為電制熱。

不過究其本質，無論是燃煤、燃氣還是電制熱，其本質都是能量的轉化。但對于電制熱的熱泵來講，熱量是被轉移而不是產生，熱能利用效率也會高些。

如今，在新舊能源轉換的背景之下，熱泵的節(jié)能優(yōu)勢就更加凸顯。具體表現(xiàn)在，熱泵兼具高能源效率和良好的環(huán)保特性。

根據國際能源的數(shù)據顯示, 典型家用熱泵的性能系數(shù) （COP） 約為4，即消耗1度電可以得到4度電的熱量。這使得家用熱泵的能源效率，比傳統(tǒng)燃氣鍋爐高出3-5倍。能效提升后，電費支出自然就會下降。

在清潔環(huán)保特性方面，熱泵完全由電能驅動，幾乎不會產生任何的污染排放。與傳統(tǒng)燃燒化石能源的采暖方式相比，熱泵的碳排放強度能夠大大降低。這也是為什么，現(xiàn)在各地都在提倡“煤改電”的原因所在。

再者，從平均使用壽命來看，熱泵的壽命大多在20年左右，比燃氣鍋爐10至15年的使用壽命更長。

圖片來源：中泰證券

其實，熱泵這項技術已經有超過百年的歷史，早在19世紀便由法國科學家卡諾提出。1850年，英國科學家開爾文提出將逆卡諾循環(huán)用于加熱的熱泵設想，并提出首個正式熱泵系統(tǒng)“熱量倍增器”。

1928 年，物理學家霍爾丹已經突破了空氣源熱泵供暖技術。到20世紀30年代，熱泵已經開始進入商用階段。

從增速來看，熱泵系統(tǒng)在海外市場更火熱。

有研究顯示，在同等條件下供暖時，采用熱泵產品只需要消耗天然氣20%的能量。在天然氣價格高企的歐洲，熱泵產品和電熱毯等產品一樣，正成為很多國家的居民日常用品。

根據歐洲熱泵協(xié)會發(fā)布的行業(yè)分析報告顯示，在2022年，歐洲21個國家的熱泵銷量達到300萬臺，同比增長37%，創(chuàng)下歷史新高。至此，歐洲安裝的熱泵總數(shù)達到約2000萬臺，能夠為約16%的住宅和商業(yè)建筑供暖。

近十年間，熱泵在歐洲市場的銷量已經實現(xiàn)翻番，中國也憑產業(yè)鏈優(yōu)勢成為出口熱泵的主要國家。

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距大規(guī)模應用還有哪些挑戰(zhàn)？

在雙碳領域中，熱泵作為一種清潔、高效、可再生的能源技術，可以有效地降低碳排放和能源消耗。

熱泵技術已經被廣泛應用于供暖、制冷、熱水等領域，并且在新能源汽車、航空航天、海洋能源等領域也有著重要的應用前景。

但目前仍面臨三大挑戰(zhàn)：

1、技術難題：盡管熱泵技術已經得到了很大的發(fā)展，但仍存在一些技術難題，例如在極端氣候條件下的工作效率不高、噪音問題等。

2、初投資高：熱泵的初投資較高，需要進行較長時間的回收成本這也是阻礙其大規(guī)模應用的一個因素。

3、市場培育不足：由于市場需求不足和宣傳力度不夠，導致熱泵產業(yè)鏈上游產品生產能力過剩、中游市場需求不足、下游終端用戶認知度不夠等問題。

為了解決這些問題，需要加強技術創(chuàng)新、政策支持和市場營銷等方面的協(xié)同推進。

例如，可以出臺優(yōu)惠政策來鼓勵企業(yè)和個人使用熱泵技術，同時加強對熱泵技術的宣傳和推廣；企業(yè)可以加強技術創(chuàng)新和產品研發(fā)，推動熱泵技術的不斷升級和改進等。

具體可采取以下方法：

1、加強技術創(chuàng)新和研發(fā)，提高熱泵在極端氣候條件下的適用性，并降低噪音問題。

2、通過財政補貼、稅收減免等措施，降低熱泵的初投資，促進其市場普及和應用。

3、加強市場營銷和宣傳，提高用戶對熱泵的認知度，從而增加市場需求。

4、加大支持力度，鼓勵企業(yè)投入熱泵產業(yè)，推動其技術創(chuàng)新和市場化進程。

總之，熱泵作為一種清潔、高效、可再生的能源技術，在雙碳領域中有著廣闊的應用前景。通過加強技術創(chuàng)新、政策支持和市場營銷等方面的協(xié)同推進，可以促進熱泵在雙碳領域的大規(guī)模應用，實現(xiàn)經濟、環(huán)保和社會效益的三贏局面。